U novom broju Sciencea, jednog od vodećih znanstvenih časopisa u svijetu, grupa našeg znanstvenika dr. sc. Marina Soljačića, profesora na uglednom MIT-u u Bostonu, u suradnji s dr. sc. Hrvojem Buljanom s PMF-a u Zagrebu objavljuje rad pod nazivom “Synthesis and Observation of Non-Abelian Fields in Real Space”.
Riječ je o radu koji bi potencijalno mogao donijeti važan napredak u razvoju kvantnih računala. Ova tehnologija više nije tehnologija budućnosti, nego sadašnjosti. Njome već uvelike vladaju Kinezi koji su u orbitu postavili i kvantni satelit kojim su uspjeli “teleportirati” informaciju. Kvantna računala odlikuju prije svega iznimna snaga i brzina, a uz to ih je gotovo nemoguće hakirati. No, kao i uvijek, postoji i druga strana.
Specijalna topološka zaštita
– “Dekoherencija” je, pojednostavljeno, kada kvantni sistem gubi svoje osobine zbog interakcije s okolinom, a danas je to jedan od najvećih problema za gradnju korisnih kvantnih računala. Okolina ometa svako kvantno računalo dok radi i, ako ga ometa previše, ne može naći rezultat koji traži prije nego što to dekoherencija onemogući – objašnjava dr. Soljačič.
Rad se bavi Abelovim i Ne-Abelovim baždarnim potencijalima koji mogu imati velik utjecaj na ovaj problem kvantnih računala.
– Ne-Abelovi baždarni potencijali mogli bi imati važnu ulogu u realizaciji novih platformi za razvoj kvantnih računala. Sadašnje platforme za kvantna računala pate od tzv. dekoherencije, kvantne pojave koja onemogućuje, barem za sada, da se napravi kvantno računalo s puno spregnutih kvantnih bitova. Ne-Abelovi baždarni potencijali mogli bi biti iskorišteni tako da realiziraju platforme kod kojih bi dekoherencija bila spriječena specijalnom topološkom zaštitom – kaže dr. Buljan. Objasnio nam je i što su to zapravo Abelovi i ne-Abelovi baždarni potencijali.
– Električna i magnetska polja omogućuju nam električne i magnetske sile koje se koriste u svakodnevnom životu. Opisujemo ih teorijom koju je u 19. stoljeću kompletirao škotski fizičar James Clerk Maxwell. Razumijevanje potencijala, koja nazivamo i baždarnim potencijalima, drastično se promijenilo nakon rada Aharonova i Bohma iz 1959. koji su pokazali kako potencijali mogu imati konkretne posljedice čak i kada električno i magnetsko polje iščezavaju. Konkretno, pokazali su da kvantna čestica akumulira fazu u valnoj funkciji kada putuje kroz baždarni potencijal, a nakon nekog vremena eksperiment je potvrdio njihova predviđanja. Baždarni potencijali iz Aharonov-Bohm efekta posjeduju vrlo jednostavnu simetriju (u stručnom žargonu zovemo ih Abelovim baždarnim potencijalima). Baždarni potencijali s kompleksnijom simetrijom u pozadini nisu bili eksperimentalno realizirani do rada grupe koju je vodio Marin Soljačić (u stručnom žargonu ne-Abelovi baždarni potencijali). U optičkom postavu, koristeći polarizaciju svjetlosti kao stanje sustava, prvi je put eksperimentalno realizirana verzija Aharonov-Bohm efekta u kojem su umjetno stvoreni kompleksni ne-Abelovi baždarni potencijali – kaže naš znanstvenik s PMF-a u Zagrebu.
Simetrija realizirana prvi put
– Zamislimo vrtuljak na kojem se djeca igraju. Taj vrtuljak možemo zavrtjeti za neki kut A pa zatim za drugi kut B; vrtuljak će biti u nekoj poziciji u odnosu na početnu poziciju. Da smo ga ispočetka zavrtjeli za kut B pa nakon toga za kut A, bio bi u potpuno istoj poziciji. Možemo, dakle, zamijeniti redoslijed rotacija, a vrtuljak će biti u istoj poziciji – takva simetrija odgovara jednostavnim Abelovim baždarnim potencijalima. Zamislimo sad vrtuljak za male svemirce koji se može vrtjeti oko dvije osi (npr. X i Y). Ako zavrtimo svemirski vrtuljak za kut A oko osi X pa za kut B oko osi Y, doći će u neko stanje. Međutim, ako obrnemo redoslijed vrtnji pa ga najprije zavrtimo oko osi Y za kut B pa nakon toga oko osi X za kut A, neće doći u isto stanje – takva simetrija odgovara ne-Abelovim baždarnim potencijalima koji su prvi put realizirani u ovom projektu – govori dr. Buljan.
Pogledaj video
Udavi, a trudio sam se.